專利名稱：基于gps、gsm、三軸加速計的定位通信裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種載體位置與運動狀態(tài)檢測與傳輸裝置，尤其是涉及一種基于 GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置。
背景技術：
基于GPS定位與GSM通信網(wǎng)絡的服務業(yè)，通常涉及到GPS技術、GSM技術和計算機技術，在技術實現(xiàn)上，通常采用GPS模塊、GSM/GPRS模塊和微處理器等；為了減少設備體積和成本，已經(jīng)出現(xiàn)GPS/GSM模塊，現(xiàn)有的GPS/GSM模塊技術狀態(tài)如下DGPS與GSM兩個部分只是物理上制作在同一塊電路板上，對用戶來說，分別使用兩個模塊；2)少數(shù)模塊可以通過GPRS部分的AT指令集管理GPS模塊，但模塊功能比較簡單， 缺少GPS天線短路保護、運動檢測等功能；3)模塊沒有與三軸加速度計的算法融合；為了方便定位、追蹤、防盜服務、物流監(jiān)控等手持、車載終端產(chǎn)品的實現(xiàn)，實用新型了本帶三軸加速度計GPS/GSM緊融合模塊產(chǎn)品，能夠緊耦合方式提供GPS定位信號、GPS天線保護短路、載體的運動模式判斷和基于GSM技術的數(shù)據(jù)傳輸和語音通信。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種體積小、功能多、功耗低的基于GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)一種基于GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置，包括GSM模塊、GPS模塊、三軸加速計、連接器，所述的GSM模塊分別與GPS模塊、三軸加速計連接，所述的連接器分別與GSM 模塊、GPS模塊。所述的GSM模塊包括GSM芯片、射頻收發(fā)模塊、存儲器，所述的GSM芯片分別與射頻收發(fā)模塊、存儲器連接。所述的GPS模塊包括GPS芯片、LD0，所述的GPS芯片分別與LD0、過流保護電路連接。所述的連接器包括ADC接口、GSM串口接口、I/O接口、SPI接口、SIM卡接口、音頻輸出接口、麥克風接口、電源接口、天線供電接口、GPS天線接口、GPS串口接口、GPS狀態(tài)接口，所述的ADC接口、GSM串口接口、I/O接口、SPI接口、SIM卡接口、音頻輸出接口、麥克風接口、電源接口分別與GSM芯片連接，所述的GPS天線接口、GPS串口接口、GPS狀態(tài)接口分別與GPS芯片連接，所述的天線供電接口與過流保護電路連接，所述的過流保護電路與GPS 天線接口連接，所述的SPI接口與三軸加速計連接。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點1)除支持GPS衛(wèi)星定位、GSM通話和短信、GPRS外，還帶有三軸加速計，從而聯(lián)合GPS,能夠準確判斷載體的運動狀態(tài)，從而在系統(tǒng)應用上實現(xiàn)低功耗。2)自帶過流保護電路，能在外部GPS有源天線短路時，自動保護，并且在短路解除時自動恢復。3)GSM芯片中直接運行應用軟件，從而能節(jié)省外部硬件電路；4)使用GSM芯片對GPS進行有效管理，外部CPU使用AT指令即可全面管理GPS ； GPS與GSM緊融合模塊，體積小。5)采用GPS和GSM緊融合技術的M2M模塊，直接利用網(wǎng)絡，縮短GPS冷啟動定位時間和降低功耗；6)外部CPU除了可以直接通過GPS串口使用GPS提供的時間、位置、高度、速度、航向等信息外，還可以通過GSM主芯片直接使用GPS數(shù)據(jù)而不需要管理GPS ；7)外部CPU可以透過GSM主芯片，使用AT指令管理GPS ；從而外部CPU使用一個串口可以同時連接GSM設備和GPS設備。8)直接使用模塊內(nèi)部的CPU資源運行應用程序，從而節(jié)省外部MCU和存儲器，降低功耗和終端產(chǎn)品成本，減少應用系統(tǒng)開發(fā)時間。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的工作流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖1所示，一種基于GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置，包括GSM模塊、GPS 模塊、三軸加速計3、連接器，所述的GSM模塊分別與GPS模塊、三軸加速計連接，所述的連接器分別與GSM模塊、GPS模塊。所述的GSM模塊包括GSM芯片11、射頻收發(fā)模塊、存儲器，所述的GSM芯片分別與射頻收發(fā)模塊、存儲器連接。所述的GPS模塊包括GPS芯片21、LD0，所述的GPS芯片分別與LD0、過流保護電路連接。所述的連接器包括ADC接口、GSM串口接口、I/O接口、SPI接口、SIM卡接口、音頻輸出接口、麥克風接口、電源接口、天線供電接口、GPS天線接口、GPS串口接口、GPS狀態(tài)接口，所述的ADC接口、GSM串口接口、I/O接口、SPI接口、SIM卡接口、音頻輸出接口、麥克風接口、電源接口分別與GSM芯片連接，所述的GPS天線接口、GPS串口接口、GPS狀態(tài)接口分別與GPS芯片連接，所述的天線供電接口與過流保護電路連接，所述的過流保護電路與GPS 天線接口連接，所述的SPI接口與三軸加速計連接。DLDO使用線性穩(wěn)壓器件)(C6221B 18AGR-G，將3. 3VDC電源轉化為1. 8V電源供 GPS使用；2) GSM芯片采用STE公司SI4904-X-GL，具有兩個串行通信接口，3路模擬、音頻輸入、模擬音頻輸出、多個IO 口、SPI接口、PWM接口，IXD接口等；[0032]3) GPS模塊采用Jupiter F2，GPS定位信息以57600bps速率和NMEA0183格式，送給GSM芯片；GPS狀態(tài)送外部指示，而且GPS的工作狀態(tài)受Si4904控制。外部CPU可以通過GPS AT指令，通過GSM，然后控制GPS。4)采用Spansion公司64Mb NOR Flash和32MbPSRAM —體式MCP作為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器；5)采用Skyworks公司SKY77548作為RF功率放大器；6)采用松下公司AXK6F60547YG作為連接器，該60PIN板到板連接器種包括2個串行通信接口、1路模擬音頻輸入、1路模擬音頻輸出、20個獨立GPIO 口、2個獨立SPI設備、2 個獨立ADC接口、1個獨立PWM接口和GPS定位狀態(tài)指示等；7)射頻收發(fā)模塊采用IPEX規(guī)范射頻插座，也設計了焊盤，便于同軸電纜的焊接。8)過流保護電路采用MAXIM公司MAX4786，短路時，切斷對外部GPS的供電，并且將報警信號送給Si4904.9)三軸加速度計采用Freescale公司MMA8452，加速度信號通過總線傳送給 Si4904 ；根據(jù)加速度信號與GPS信號聯(lián)合解算算法，得到載體的姿態(tài)和運動狀態(tài)。如圖2所示，一種基于GPS、GSM、三軸加速計的載體運動狀態(tài)檢測方法，包括以下步驟步驟101、初始化；步驟102、GSM芯片接收三軸加速計數(shù)據(jù)后執(zhí)行步驟103，同時接收GPS數(shù)據(jù)后執(zhí)行步驟105 ；步驟103、GSM芯片根據(jù)三軸加速計數(shù)據(jù)來標定三軸加速計的參數(shù)，并保存；步驟104、GSM芯片采用加速計運動趨勢濾波算法對接收的三軸加速計的數(shù)據(jù)進行濾波處理，并執(zhí)行步驟106 ；步驟105、GSM芯片對GPS數(shù)據(jù)進行畸點過濾處理，并判斷GPS定位是否正常，若為是，執(zhí)行步驟106，若為否，執(zhí)行步驟107 ；步驟106、加速計根據(jù)GPS數(shù)據(jù)對加速計參數(shù)進行自適應校準；步驟107、GSM芯片采用加速計/GPS聯(lián)合濾波算法對三軸加速計數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)進行處理，得到載體的位置信息并輸出；步驟108、通過三軸加速計判斷載體是否運動，若為是，執(zhí)行步驟109，若為否，執(zhí)行步驟110 ；步驟109、GSM芯片根據(jù)三軸加速計數(shù)據(jù)計算得到載體的速度和航向信息并輸出；步驟110、GSM芯片根據(jù)三軸加速計數(shù)據(jù)計算得到載體的姿態(tài)信息并輸出。本實用新型為位置服務終端設備提供具有GPS定位、語音與數(shù)據(jù)通信、電池充電管理功能、過流保護、短路檢測、運動模式檢測的核心部件；通過GSM芯片對GPS芯片的管理，降低GPS功耗；通過運行在GSM模塊中的運動與姿態(tài)檢測算法，使用模塊上的三軸加速度計和GPS信息，確定終端運動模式和姿態(tài)；通過運行下載到GSM內(nèi)核的應用軟件，實現(xiàn)終端整體功能；本實用新型除了傳統(tǒng)的GSM和GPS功能外，實用新型特別之處在于1)采用三軸加速度計和GPS信息的算法，感知模塊運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)GPS、GSM低功耗管理和異常運動與姿態(tài)報警；[0053]2)采用GSM芯片對GPS進行充分管理，實現(xiàn)GSM與GPS的緊融合，使用者除了傳統(tǒng)的直接使用GPS芯片通信口管理GPS外，還可以透過新實用新型的AT指令集管理控制GPS ； 這樣實現(xiàn)了外部CPU通過一個串口同時管理GSM和GPS ；3)通過內(nèi)置過流檢測電路，提供GPS有源天線的短路保護和短路檢測。4)支持在基帶芯片中運行用戶應用程序。為實現(xiàn)使用一個串口，透過GSM管理GPS，設計了 6條專用AT指令集打開GPS =AT ！ GPSON關閉GPS =AT ！ GPSOFFGPS 進入睡眠模式AT ！ GPSSLEEP = <M0DE>GPS 輸出數(shù)據(jù)格式設定AT ！ GPSDATACFG = <TYPE>獲取GPS 數(shù)據(jù)AT ！ GETGPSDATA = <M0DE>, <time>重啟GPS/GSM 模塊AT ！ RESTHW。本實用新型能實現(xiàn)功能如下1)模塊電源供電3. 2V-4. 5V，支持鋰電池充電；2)頻段 GSM :GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900 ；3)支持 GPRS class B 和多連接 class 10 ；4)支持 GSM 網(wǎng)絡協(xié)議 PPP，USSD ；5)支持語音業(yè)務和短消息；6)內(nèi)置 TCP/IP 和 UDP 協(xié)議；7)支持GPS定位；8) GSM與GPS兩個串行通信接口；9) 1路模擬音頻輸入；10) 1路模擬音頻輸出；11)支持 20 個獨立 GPIO 口 ；12)支持2個獨立SPI設備；13)支持2個獨立ADC接口；14)支持1個獨立PWM接口；15)支持GPS定位狀態(tài)指示；16)結構尺寸32mmX37mmX3· 5mm ；17)采用板對板連接器，定位腳焊接；18)射頻天線連接方式同時兼容IPEX連接器和焊接方式；19)除GSM AT指令夕卜，±曾力口 6條GPS AT指令。
權利要求1.一種基于GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置，其特征在于，包括GSM模塊、GPS模塊、三軸加速計、連接器，所述的GSM模塊分別與GPS模塊、三軸加速計連接，所述的連接器分別與GSM模塊、GPS模塊連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置，其特征在于，所述的GSM模塊包括GSM芯片、射頻收發(fā)模塊、存儲器，所述的GSM芯片分別與射頻收發(fā)模塊、存儲器連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置，其特征在于，所述的GPS模塊包括GPS芯片、LD0，所述的GPS芯片分別與LD0、過流保護電路連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置，其特征在于，所述的連接器包括ADC接口、GSM串口接口、I/O接口、SPI接口、SIM卡接口、音頻輸出接口、麥克風接口、電源接口、天線供電接口、GPS天線接口、GPS串口接口、GPS狀態(tài)接口，所述的ADC接口、GSM串口接口、I/O接口、SPI接口、SIM卡接口、音頻輸出接口、麥克風接口、 電源接口分別與GSM芯片連接，所述的GPS天線接口、GPS串口接口、GPS狀態(tài)接口分別與 GPS芯片連接，所述的天線供電接口與過流保護電路連接，所述的過流保護電路與GPS天線接口連接，所述的SPI接口與三軸加速計連接。
專利摘要本實用新型涉及一種基于GPS、GSM、三軸加速計的定位通信裝置，包括GSM模塊、GPS模塊、三軸加速計、連接器，所述的GSM模塊分別與GPS模塊、三軸加速計連接，所述的連接器分別與GSM模塊、GPS模塊連接。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有體積小、功能多、功耗低等優(yōu)點。
文檔編號G01S19/47GK202025089SQ20112004210
公開日2011年11月2日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權日2011年2月17日
發(fā)明者何鐵, 周文正, 王喜超, 黃鐵牛 申請人:上海航鼎電子科技發(fā)展有限公司